Особенности реакций синтеза при столкновениях ускоренных дейтронов в плазме

11 / 13

Особенности реакций синтеза при столкновениях ускоренных дейтронов в плазме
Инженерный журнал: наука и инновации # 8·2016 11
При данных условиях длина ослабления l ≈ 0,5 м. Для того чтобы
пучок эффективно нагревал плазму, ее диаметр должен быть сравним
с длиной ослабления. Примем радиус плазменного шнура a = 0,25 м,
его длину L = 2 м, тогда термоядерная мощность Pfus ≈ 20 МВт, мощ-
ность нейтронов с энергией 14 МэВ P14 ≈ 10 МВт. При усилении
бланкета M ≈ 50 тепловая мощность гибридной системы может со-
ставить около 500 МВт. Это значение может быть увеличено пропор-
ционально длине плазмы.
Циклотронный радиус дейтрона с энергией E0 = 2 МэВ при этом
составляет около 2,5 см, т. е. на порядок меньше радиуса плазменно-
го шнура.
Приведенные оценки показывают, что при выбранных сравни-
тельно высоких параметрах магнитной ловушки (B0V = 10 Тл, β = 0,6)
мощность источника нейтронов получается приемлемой. Уменьше-
ние значений этих величин приведет к снижению мощности до не-
приемлемо низкого уровня, так как 2 4
0 . ∝β
fus V P B Поэтому очевидно,
что для реализации предложенной концепции токамак не подходит.
По мнению авторов, наиболее подходящей является открытая ловуш-
ка. Но, так как параметры открытых ловушек в настоящее время
весьма далеки от приведенных выше, анализ их потенциальных воз-
можностей требует дальнейшей проработки.
Заключение. В рассмотренных режимах при Q ≈ 1 время релак-
сации пучка превосходит время удержания тепловой энергии плазмы,
поэтому возможно поддержание значительной популяции быстрых
ионов. В таком плазменно-пучковом режиме скорость реакции зна-
чительно превосходит скорость реакции в максвелловской плазме.
Предлагаемый подход к получению быстрых термоядерных нейтронов
в дейтериевой плазме привлекателен прежде всего отсутствием необ-
ходимости воспроизводства трития в бланкете гибридной системы.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства об-
разования и науки Российской Федерации, задание № 13.2573.2014/K.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Moir R.W., Manheimer W. Fusion–Fission Hybrid Reactors. Magnetic Fusion
Technology, Series оn Lecture Notes in Energy, 2013, vol. 19, pp. 699–472.
[2] Чирков А.Ю. Энергетическая эффективность альтернативных термоядер-
ных систем с магнитным удержанием плазмы. Ядерная физика и инжини-
ринг, 2013, т. 4, с. 1050–1059.
[3] Chirkov . Optimal Parameters of Fusion Neutron Sources with Powerful
Injection Heating. Journal of Fusion Energy, 2015, vol. 34, pp. 528–531.
[4] Chirkov ., Khvesyuk V.I. Analysis of D–3He/catalyzed D–D plasma as a
Source of Fusion Power. Fusion Technology, 2001, vol. 39, no. 1T, pp. 406–409.